RU2270419C1 - Method of gyrocompassing and method of hydrodynamic gyroscope's zero signal drift compensation - Google Patents
Method of gyrocompassing and method of hydrodynamic gyroscope's zero signal drift compensation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2270419C1 RU2270419C1 RU2004123603/28A RU2004123603A RU2270419C1 RU 2270419 C1 RU2270419 C1 RU 2270419C1 RU 2004123603/28 A RU2004123603/28 A RU 2004123603/28A RU 2004123603 A RU2004123603 A RU 2004123603A RU 2270419 C1 RU2270419 C1 RU 2270419C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- axis
- rotation
- gyroscope
- hydrodynamic
- signal
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Техническое решение относится к области гироскопической техники и может быть использовано для реализации гидродинамического гирокомпаса низко- и высокодинамичных объектов управления.The technical solution relates to the field of gyroscopic technology and can be used to implement a hydrodynamic gyrocompass of low- and highly dynamic control objects.
Прототипом для данного технического решения выбран способ гирокомпасировния /3/, стр. 185, включающий ориентацию оси собственного вращения гироскопа на север и установку ее на горизонтальную платформу, размещенную на оси двигателя разворота вокруг вертикальной оси.The gyrocompassing method / 3 /, p. 185 is selected as the prototype for this technical solution, including orientation of the gyroscope’s own axis of rotation to the north and its installation on a horizontal platform placed on the axis of the rotation engine around the vertical axis.
Недостатком прототипа является отсутствие рекомендаций, позволяющих осуществить гирокомпасирование с использованием в качестве чувствительного элемента гидродинамического гироскопа как двухкоординатного гиротахометра /стр. 101 /1//. Прототипом для способа компенсации дрейфа гидродинамического гирокомпаса выбран способ /2/, в котором устанавливают ось собственного вращения гироскопа горизонтально и разворачивают его вокруг оси собственного вращении. Недостатком этого прототипа является отсутствие рекомендаций по компенсации дрейфа нулевого сигнала гидродинамического гирокомпаса.The disadvantage of the prototype is the lack of recommendations that allow gyrocompassing using a hydrodynamic gyroscope as a sensitive element as a two-coordinate gyrotachometer / page. 101/1 //. The prototype for the method of compensating for the drift of the hydrodynamic gyrocompass is the method / 2 /, in which the axis of the gyroscope’s own rotation is set horizontally and rotated around the axis of its own rotation. The disadvantage of this prototype is the lack of recommendations for compensating the drift of the zero signal of the hydrodynamic gyrocompass.
Причина формирования дрейфа нулевого сигнала связана с реализацией подвеса поплавка с технологическими искажениями при изготовлении его элементов /стр. 104 /1//, величина которого соизмерима с составляющими скорости вращения Земли. В связи с этим для увеличения порога чувствительности гироскопа предложена компенсация дрейфа нулевого сигнала.The reason for the formation of a zero signal drift is associated with the implementation of the suspension of the float with technological distortions in the manufacture of its elements / p. 104/1 //, the value of which is commensurate with the components of the Earth's rotation speed. In this regard, to increase the sensitivity threshold of the gyroscope, compensation for the drift of the zero signal is proposed.
Задача технического решения - реализация подвеса чувствительного элемента гидродинамического гироскопа, обеспечивающего гирокомпасирование как низкодинамичного, так и перегрузочного варианта гирокомпаса. А кроме того, в рамках данного технического решения дополнительно предложен способ обеспечения компенсации дрейфа нулевого сигнала гидродинамического гироскопа, позволяющий сформировать достаточный порог чувствительности для измерения составляющих угловой скорости вращения Земли.The task of the technical solution is the implementation of the suspension of a sensitive element of a hydrodynamic gyroscope, providing gyrocompassing of both low-dynamic and overload versions of the gyrocompass. And in addition, within the framework of this technical solution, a method for providing compensation for the drift of the zero signal of a hydrodynamic gyroscope is additionally proposed, which allows forming a sufficient sensitivity threshold for measuring the components of the angular velocity of the Earth's rotation.
Решение задачи состоит в том, что способ гирокомпасирования, включающий ориентацию оси собственного вращения гироскопа на север и установку ее на горизонтальную платформу, размещенную на оси двигателя разворота вокруг вертикальной оси, имеет особенность такую, что в качестве гироскопа используют гидродинамический гироскоп, перед установкой на горизонтальную платформу осуществляют компенсацию дрейфа нулевого сигнала гироскопа, устанавливают гироскоп на вертикальную ось вертикальной внутренней рамки карданова подвеса, а на горизонтальную ось вертикальной внутренней рамки устанавливают первый двигатель стабилизации, внутреннюю рамку устанавливают в наружную горизонтальную рамку, на одну из горизонтальной оси которой устанавливают второй двигатель стабилизации, устанавливают на внутренней вертикальной рамке двухкоординатный формирователь сигналов об отклонении платформы от горизонтальной плоскости, формируют каналы горизонтальной стабилизации платформы, где установлен гидродинамический гироскоп, формируют каналы поворота оси собственного вращения гироскопа на север и коррекции разворота оси собственного вращения на север, при отклонении внутренней рамки от вертикали, а наружной рамки от плоскости горизонта замыкают соответствующие цепи формирователя сигналов об отклонении платформы от горизонтальной плоскости на двигатели стабилизации и формируют при этом моменты вокруг соответствующих осей и таким образом возвращают рамки в исходное положение, а вертикальную составляющую скорости вращения Земли компенсируют так, что формируют корректирующий момент вокруг вертикальной оси горизонтальной платформы, где установлен гироскоп, и разворачивают при этом ось собственного вращения с угловой скоростью, близкой вертикальной составляющей угловой скорости вращения Земли, так, чтобы она сохраняла установленное ранее направление на север, при отклонении оси собственного вращения от направления на север формируют приращение величины разворачивающего момента вокруг вертикальной оси и совмещают при этом ось собственного вращения с направлением на север, отсчитывают курсовой угол поворота основания относительно оси собственного вращения, а его угол тангажа и крена относительно горизонтальной рамки карданова подвеса, где установлен гидродинамический гироскоп, при этом для перегрузочного варианта гирокомпаса частично заполняют камеру подвеса поплавка жидкостью, обеспечивают при этом нейтральную аксиальную плавучесть поплавка, и собственное вращение подвеса, а для низкодинамичного варианта гирокомпаса заполняют радиальный зазор подвеса несмешивающимися жидкостями различной плотности, обеспечивая положительную аксиальную плавучесть поплавка и собственное вращение поплавковой камеры, причем жидкость большей плотности размещают в торцевых частях подвеса, и регулируют положение поплавка путем перераспределения объемов жидкости различной плотности в торцевых частях подвеса.The solution to the problem is that the gyrocompassing method, including the orientation of the gyroscope’s own axis of rotation to the north and its installation on a horizontal platform placed on the axis of the rotation engine around the vertical axis, has a feature such that a hydrodynamic gyroscope is used as a gyroscope before being installed on a horizontal the platform compensates for the drift of the zero signal of the gyroscope, sets the gyroscope on the vertical axis of the vertical inner frame of the gimbal, and on the horizon The first axis of the vertical internal frame is installed with the first stabilization engine, the internal frame is installed in the external horizontal frame, the second stabilization engine is installed on one of its horizontal axis, the two-coordinate signal generator on the platform deviation from the horizontal plane is installed on the internal vertical frame, the channels of horizontal platform stabilization are formed, where a hydrodynamic gyroscope is installed, channels of rotation of the gyroscope axis of proper rotation are formed pa to the north and the correction of the rotation axis of its own rotation to the north, when the inner frame deviates from the vertical and the outer frame from the horizon plane, the corresponding signal shaper circuits of the platform deviation from the horizontal plane to the stabilization motors are closed and moments are formed around the corresponding axes and thus the frames are returned to their original position, and the vertical component of the Earth's rotation speed is compensated so that a corrective moment is formed around the vertical axis of the horizon tal platform, where a gyroscope is installed, and the axis of proper rotation is deployed with an angular velocity close to the vertical component of the angular velocity of the Earth’s rotation, so that it retains the previously established north direction, when the axis of proper rotation deviates from the north, an increment of moment around the vertical axis and combine the axis of proper rotation with the direction to the north, count the course angle of rotation of the base relative to the axis of proper rotation, and its pitch and roll angle relative to the horizontal frame of the gimbal, where a hydrodynamic gyroscope is installed, while for the reloading version of the gyrocompass, the float suspension chamber is partially filled with liquid, while providing neutral axial buoyancy of the float and its own rotation of the suspension, and for a low-dynamic version the gyrocompass fill the radial clearance of the suspension with immiscible liquids of various densities, providing positive axial buoyancy of the float and Noe rotation of the float chamber, the higher density fluid is arranged in the end parts of the suspension and adjusting the position of the float by redistributing different density fluid volumes in the end parts of the suspension.
Формирователь сигналов об отклонении платформы от плоскости горизонта реализуют так, что используют двух координатный жидкостной маятниковый переключатель или гидродинамический гироскоп с вертикально ориентированной осью собственного вращения и аксиальным смещением центра масс.The signal generator about the deviation of the platform from the horizon plane is implemented in such a way that a two-coordinate liquid pendulum switch or hydrodynamic gyroscope with a vertically oriented axis of proper rotation and axial displacement of the center of mass is used.
Формируют каналы горизонтальной стабилизации так, что соединяют одну пару контактов маятникового переключателя или выход системы съема сигнала гидродинамического гироскопа с аксиальным смещением центра масс относительно первой оси чувствительности с первым двигателем стабилизации, другую пару контактов или второй выход системы съема сигнала гидродинамического гироскопа относительно второй оси чувствительности соединяют со вторым двигателем стабилизации.The horizontal stabilization channels are formed so that one pair of pendulum switch contacts or the output of the hydrodynamic gyroscope signal pickup system with an axial displacement of the center of mass relative to the first sensitivity axis is connected to the first stabilization engine, another pair of contacts or the second output of the hydrodynamic gyroscope signal pickup system relative to the second sensitivity axis are connected with a second stabilization engine.
Формируют канал разворота оси собственного вращения на север так, что устанавливают одну из осей чувствительности гироскопа вертикально, соединяют датчик угла отклонения поплавка в горизонтальной плоскости через преобразующие устройства с первым входом сумматора, а его выход соединяют через усилитель мощности с датчиком разворота горизонтальной платформы вокруг вертикальной оси.A channel for turning the axis of proper rotation to the north is formed so that one of the gyro sensitivity axes is set vertically, the angle sensor of the float deviation in the horizontal plane is connected via converting devices to the first input of the adder, and its output is connected through the power amplifier to the sensor of rotation of the horizontal platform around the vertical axis .
Формируют канал коррекции разворота оси собственного вращения гироскопа на север так, что устанавливают вторую ось чувствительности перпендикулярно меридиану, соединяют датчик угла отклонения поплавка в вертикальной плоскости с преобразующим устройством коррекции направления оси собственного вращения на север и вторым входом сумматора.A channel for correcting the rotation of the gyroscope axis of rotation of the gyroscope to the north is formed so that the second sensitivity axis is set perpendicular to the meridian, a sensor for the angle of the deflection of the float in the vertical plane is connected to the conversion device for correcting the direction of the axis of rotation of rotation to the north and the second input of the adder.
Вертикальную составляющую угловой скорости вращения Земли компенсируют корректирующим моментом так, что отклоняют поплавок в горизонтальной плоскости относительно камеры и формируют при этом сигнал с выхода датчика угла и подают его через преобразующее устройство на первый вход сумматора и далее через усилитель мощности на датчик разворота горизонтальной платформы вокруг вертикальной оси с установленным на ней гидродинамическим гироскопом.The vertical component of the angular velocity of the Earth’s rotation is compensated by a corrective moment so that the float is deflected in a horizontal plane relative to the camera and a signal is generated from the output of the angle sensor and fed through the conversion device to the first input of the adder and then through the power amplifier to the horizontal platform’s rotation sensor around the vertical axis with a hydrodynamic gyroscope mounted on it.
Формируют приращение величины разворачивающего момента вокруг вертикальной оси так, что формируют отклонение поплавка в вертикальной плоскости за счет появившейся неперпендикулярности второй горизонтальной оси чувствительности гироскопа и горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли, преобразуют этот угол отклонения в сигнал и подают его на второй вход сумматора и далее через усилитель мощности на двигатель разворота горизонтальной платформы вокруг вертикальной оси.An increment of the magnitude of the unfolding moment around the vertical axis is formed so that the float deviates in the vertical plane due to the non-perpendicularity of the second horizontal axis of the gyro sensitivity and the horizontal component of the angular velocity of the Earth’s rotation, this deviation angle is converted into a signal and fed to the second input of the adder and then through power amplifier on the engine turning a horizontal platform around a vertical axis.
Решение задачи сводится к тому, что способ компенсации дрейфа нулевого сигнала гидродинамического гирокомпаса, в котором устанавливают ось собственного вращения гироскопа горизонтально и разворачивают вокруг оси собственного вращении, имеет особенность такую, что при развороте его вокруг оси собственного вращения находят величину наибольшего Имах и наименьшего Имин выходного сигнала гироскопа, вычисляют величину дрейфа нулевого сигнала гироскопа по формуле /Имах-Имин/ /2= Ио, фиксируют гироскоп в положении, где зафиксирован наибольший выходной сигнал, и устанавливают обмотки опорного напряжения одну соответственно вертикальной оси, а другую горизонтальной оси чувствительности гироскопа, осуществляют алгебраическое суммирование компенсационного сигнала, полученного из опорного напряжения гироскопа, и его выходного сигнала, затем разделяют выходной сигнал гироскопа на составляющие соответственно осям чувствительности гирокомпаса, при этом для перегрузочного варианта гирокомпаса заполняют радиального зазора подвеса жидкостью частично, обеспечивают при этом нулевую аксиальную плавучесть поплавка, и собственное вращение подвеса, а для низко динамичного варианта гирокомпаса заполняют радиальный зазор подвеса несмешивающимися жидкостями различной плотности и обеспечивают при этом положительную аксиальную плавучести поплавка, собственное вращение поплавковой камеры, причем жидкость большей плотности размещают в торцевых частях подвеса, регулируют положение поплавка путем перераспределения объемов жидкости различной плотности в торцевых частях подвеса и регулируют положение поплавка путем перераспределения объемов жидкости различной плотности в торцевых частях подвеса.The solution to the problem is that the method of compensating for the drift of the zero signal of the hydrodynamic gyrocompass, in which the gyroscope’s axis of rotation is set horizontally and rotated around the axis of its own rotation, has a feature such that when it is rotated around the axis of its own rotation, they find the largest Imah and the smallest Imin output of the gyroscope signal, the magnitude of the drift of the zero gyroscope signal is calculated by the formula / Imah-Imin / / 2 = Io, the gyroscope is fixed in the position where the greatest th output signal, and one sets the windings of the reference voltage, respectively, of the vertical axis and the other of the horizontal axis of the gyro sensitivity, algebraically sums the compensation signal obtained from the gyro reference voltage and its output signal, then the gyro output signal is divided into components corresponding to the gyrocompass sensitivity axes, in this case, for the reloading version of the gyrocompass, the radial clearance of the suspension is partially filled with liquid, while providing the left axial buoyancy of the float, and its own rotation of the suspension, and for the low-dynamic version of the gyrocompass, fill the radial clearance of the suspension with immiscible liquids of various densities and provide positive axial buoyancy of the float, proper rotation of the float chamber, and a higher density liquid is placed in the end parts of the suspension, adjust the position float by redistributing volumes of liquid of different densities in the end parts of the suspension and adjust the position of the float put m redistribution of varying density liquid volumes in the end parts of the suspension.
Устанавливают обмотки опорного напряжения соответственно осям чувствительности гироскопа так, что разворачивают сигнальную катушку с закрепленными, на ней обмотками опорного напряжения вокруг оси сигнальной катушки и осуществляют при этом привязку опорных обмоток к вертикальной и горизонтальной осям чувствительности гироскопа.The reference voltage windings are set in accordance with the gyro sensitivity axes so that the signal coil is deployed with the reference voltage windings fixed on it around the axis of the signal coil and the reference windings are linked to the vertical and horizontal gyro sensitivity axes.
Компенсационный сигнал получают из сигнала гироскопа таким образом, что уравнивают по амплитуде опорное напряжение, соответствующее вертикальной оси чувствительности гироскопа и величину определенного напряжения дрейфа нулевого сигнала Ио.The compensation signal is obtained from the gyroscope signal in such a way that the reference voltage corresponding to the vertical axis of the gyro sensitivity and the value of the determined drift voltage of the zero signal Io are equalized in amplitude.
Новизна и обоснование технического решения. Впервые предложено применение гидродинамического гироскопа, являющимся двух координатным гиротахометром /стр. 101 /1//, в качестве чувствительного элемента гироскопического компаса. Особенность решения - совмещение оси собственного вращения с направлением на географический север осуществляется с применением принципа, гирополукомпасирования /стр. 132 /3// посредством разворота оси собственного вращения гироскопа с угловой скоростью близкой вертикальной составляющей угловой скорости вращения Земли и принципа гирокомпасирования посредством уточнения совмещения оси собственного гироскопа и направления на север путем формирования приращения момента разворота оси собственного вращения в горизонтальной плоскости за счет появления неперпендикулярности второй оси чувствительности гироскопа и горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли. Причинами неточности формирования момента, разворачивающего ось собственного вращения вокруг вертикали, могут быть как внешние, так и внутренние источники. Внутренние - это инструментальные погрешности гироскопа. В частности, в зависимости от изменения температуры окружающей среды и изменения при этом вязкости жидкости и нестабильность скорости собственного вращения подвеса будет изменять коэффициент передачи гидродинамического гироскопа. При этом разворот вокруг вертикальной оси будет реализован с погрешностью, обусловленной этими причинами. В результате появится погрешность совмещения оси собственного вращения и направления на север. А это, в свою очередь, станет причиной формирования ненулевой проекции горизонтальной составляющей угловой скорости вращений Земли на вторую ось /горизонтальную/ чувствительности гироскопа. При этом со второго выхода, соответствующего этой оси, гидродинамический гироскоп будет формировать сигнал, который подается на второй вход сумматора как приращение основного сигнала с первого выхода системы съема сигнала гироскопа /т.е. с датчика угла/. В результате будет сформирован дополнительный корректирующий момент, который и совместит ось собственного вращения и направление, на север. Это произойдет именно таким образом, т.к. приращение будет формироваться и убывать по мере совмещения оси собственного вращения и направления на север. При совпадении оси кинетического момента и направления на север проекция горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли на вторую ось чувствительности гироскопа обратится в ноль и поэтому обнулится и приращение разворачивающего вокруг вертикальной оси момента. Канал коррекции также служит для автоматического совмещения оси собственного вращения и направления на север при подготовке гирокомпаса к работе. Т.к. при включении прибора ось собственного вращения случайным образом ориентирована относительно горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли, поэтому следящая система коррекции выявит проекции горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли на горизонтальную /вторую/ ось чувствительности гироскопа и развернет ось кинетического момента до совмещения ее с направлением на север, минимизируя при этом проекцию ωг на вторую ось чувствительности гироскопа.The novelty and justification of the technical solution. For the first time, the use of a hydrodynamic gyroscope, which is a two-coordinate gyrotachometer / p. 101/1 //, as a sensitive element of the gyroscopic compass. The peculiarity of the solution is the combination of the axis of its own rotation with the direction to the geographical north is carried out using the principle of gyro packing / page. 132/3 // by reversing the axis of proper rotation of the gyro with an angular velocity close to the vertical component of the angular velocity of rotation of the Earth and the principle of gyrocompassing by clarifying the alignment of the axis of our own gyroscope and northward direction by forming the increment of the moment of rotation of the axis of proper rotation in the horizontal plane due to the appearance of the non-perpendicularity of the second the sensitivity axis of the gyroscope and the horizontal component of the angular velocity of the Earth's rotation. The reasons for the inaccuracy of the formation of the moment, which rotates the axis of its own rotation around the vertical, can be both external and internal sources. Internal are the instrumental errors of the gyroscope. In particular, depending on changes in ambient temperature and changes in fluid viscosity and instability of the suspension’s own rotation speed, the transfer coefficient of the hydrodynamic gyroscope will change. In this case, a turn around the vertical axis will be implemented with an error due to these reasons. As a result, an error appears in combining the axis of proper rotation and the direction to the north. And this, in turn, will cause a non-zero projection of the horizontal component of the angular velocity of the Earth's rotation on the second axis / horizontal / of the gyro sensitivity. In this case, from the second output corresponding to this axis, the hydrodynamic gyroscope will generate a signal that is supplied to the second input of the adder as an increment of the main signal from the first output of the gyro signal pickup system / i.e. from the angle sensor. As a result, an additional corrective moment will be formed, which will combine the axis of its own rotation and the direction to the north. This will happen in this way, because the increment will form and decrease as the axis of its own rotation and the northward direction are combined. If the axis of the kinetic moment coincides with the north direction, the projection of the horizontal component of the angular velocity of the Earth's rotation on the second axis of the gyro sensitivity will turn to zero and therefore the increment of the moment that rotates around the vertical axis will be reset to zero. The correction channel also serves to automatically combine the axis of proper rotation and the north direction when preparing the gyrocompass for operation. Because when the device is turned on, the axis of proper rotation is randomly oriented relative to the horizontal component of the angular velocity of rotation of the Earth, therefore, the tracking correction system will detect the projections of the horizontal component of the angular velocity of rotation of the Earth on the horizontal / second / axis of sensitivity of the gyroscope and will rotate the axis of the kinetic moment until it is aligned with the north direction, while minimizing the projection of ωg onto the second axis of the gyro sensitivity.
При анализе уровня техники следует выделить "классические" решения гирокомпасирования на базе трехстепенного гироскопа /стр. 172 /3// гирокомпаса Аншютца /стр. 180 /3// и Сперри /стр. 183 /3//. Эти решения бесспорно значимы, но отличаются достаточной сложностью технической реализации и значительным временем совмещения оси кинетического момента и направления на север. Наиболее близким по технической. сущности к предложенному решению /для сравнения/ можно выделить способ гирокомпасирования на базе двухстепенных гироскопов /стр. 185 /3//. Предложенное решение отличается заменой комплекса чувствительных элементов /пары двухстепенных гироскопов и акселерометра/ единственным двухкоординатным гидродинамическим гиротахометром. По сигналам с него предложено осуществлять разворот оси его собственного вращения с угловой скоростью, близкой вертикальной составляющей угловой скорости вращения Земли, и уточнять совмещение оси собственного вращения ГДГ на географический север при появлении ее отклонения от этого направления из-за формирования неперпендикулярности второй горизонтальной оси чувствительности гироскопа и горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли. В результате суммирования сигналов, пропорционального вертикальной составляющей угловой скорости вращения Земли, и корректирующего, пропорционального проекции горизонтальной составляющей угловой скорости вращения на горизонтальную ось чувствительности гироскопа, ось кинетического момента совмещается с направлением на север.When analyzing the prior art, it is necessary to highlight the “classical” gyrocompassing solutions based on a three-degree gyroscope / page. 172/3 // gyrocompass Anschutz / p. 180/3 // and Sperry / p. 183/3 //. These decisions are undeniably significant, but differ in the sufficient complexity of the technical implementation and the significant time of combining the axis of the kinetic moment and the direction to the north. The closest in technical. the essence of the proposed solution / for comparison / we can distinguish a gyrocompassing method based on two-stage gyroscopes / p. 185/3 //. The proposed solution is distinguished by replacing a complex of sensitive elements / a pair of two-stage gyroscopes and an accelerometer / with a unique two-coordinate hydrodynamic gyrotachometer. Based on the signals from it, it was proposed to rotate the axis of its own rotation with an angular velocity close to the vertical component of the angular velocity of the Earth’s rotation, and to clarify the alignment of the axis of its own rotation of the GDG to the geographic north when it deviates from this direction due to the non-perpendicularity of the second horizontal axis of the gyro sensitivity and the horizontal component of the angular velocity of the Earth. As a result of summing the signals proportional to the vertical component of the angular velocity of rotation of the Earth, and the corrective proportional projection of the horizontal component of the angular velocity of rotation to the horizontal axis of the gyro sensitivity, the axis of the kinetic moment is aligned with the north direction.
Необходимым условием реализации этих операций является наличие горизонтальной платформы, где размещается гироскоп со сферическим гидродинамическим подвесом сферического поплавка. Эту платформу предложено формировать посредством классического карданова подвеса. Двухкоординатную стабилизацию предложено осуществить в двух вариантах. Первый - горизонтирование с использованием "классического" жидкостного маятникового переключателя /стр. 51 /4//. Суть его состоит в том, что каждая пара контактов переключателя при отклонении платформы от плоскости горизонта замыкает соответствующие цепи контуров стабилизации на моментные двигатели относительно соответствующих осей. Второй вариант двухосной стабилизации предложен с использованием гидродинамического гироскопа с аксиальным смещением центра масс. Смещение центра масс поплавка позволяет осуществить начальную выставку оси собственного вращения вспомогательного гидродинамического гироскопа вертикально. Этот гироскоп связан жестко с внутренней вертикальной рамкой. При отклонении платформы с гидродинамическим гироскопом от плоскости горизонта относительно каждой из осей чувствительности с выхода соответствующего канала вспомогательного гироскопа формируются сигналы, пропорциональные текущему мгновенному ее отклонению, и подаются в соответствующие цепи двигателей стабилизации. Эти двигатели /датчики момента/ возвращают рамки в исходное положение.A necessary condition for the implementation of these operations is the presence of a horizontal platform where a gyroscope with a spherical hydrodynamic suspension of a spherical float is located. It is proposed to form this platform by means of a classic gimbal. Two-coordinate stabilization is proposed to be implemented in two versions. The first is leveling using the "classic" liquid pendulum switch / page 51/4 //. Its essence lies in the fact that each pair of switch contacts, when the platform deviates from the horizon plane, closes the corresponding chains of stabilization loops to the torque motors relative to the corresponding axes. The second version of biaxial stabilization is proposed using a hydrodynamic gyroscope with axial displacement of the center of mass. The displacement of the center of mass of the float allows you to carry out the initial exhibition of the axis of proper rotation of the auxiliary hydrodynamic gyroscope vertically. This gyroscope is rigidly connected to the internal vertical frame. When the platform with the hydrodynamic gyroscope deviates from the horizon plane relative to each of the sensitivity axes, signals proportional to its current instantaneous deviation are generated from the output of the corresponding auxiliary gyroscope channel and are fed to the corresponding chains of stabilization engines. These motors / torque sensors / return the frame to its original position.
Таким образом, в сравнении даже с гирокомпасом на двухстепенных поплавковых гироскопах предложенное решение отличается упрощением конструктивной схемы. Следует отметить, что кроме очевидного упрощения схемы можно ожидать снижения стоимости гирокомпаса за счет более низкой цены гидродинамического гироскопа по сравнению с двухстепенным гироскопом с подвесом чувствительного элемента гидростатического типа. При этом характеристики точности приборов отличаются незначительно. Кроме того, предложенное решение может быть применено на высокодинамичных основаниях, где поплавковые гироскопы не нашли применения из-за их разрушения в тех условиях, где гидродинамический гироскоп удовлетворительно выполняет функции измерителя угловых перемещений. Совокупность решений - применение двухосной стабилизации и двухкоординатного гирополукомпасирования и гирокомпасирования позволяет получить сверхсуммарный эффект - совмещение оси собственного вращения гироскопа с направлением на географический север, относительно которого отсчитывается курсовой угол /азимут/, и углы тангажа и крена относительно горизонтальной платформы, где установлен гидродинамический гироскоп. Таким образом, на базе этого решения может быть создан уникальный гидродинамический компас, имеющий преимущества перед "классическими" решениями задачи гирокомпасирования.Thus, in comparison even with a gyrocompass on two-stage float gyroscopes, the proposed solution is characterized by a simplification of the design scheme. It should be noted that in addition to the obvious simplification of the scheme, one can expect a decrease in the cost of the gyrocompass due to the lower price of the hydrodynamic gyroscope in comparison with a two-stage gyroscope with a suspension of a hydrostatic type sensitive element. Moreover, the accuracy characteristics of the devices differ slightly. In addition, the proposed solution can be applied on highly dynamic foundations, where float gyroscopes are not used because of their destruction in those conditions where a hydrodynamic gyroscope satisfactorily performs the functions of an angular displacement meter. The combination of solutions - the use of biaxial stabilization and biaxial gyro-compaction and gyro-compaction allows you to get the super-total effect - the combination of the axis of gyro rotation with the direction to the geographical north, relative to which the heading angle / azimuth /, and pitch and roll angles relative to the horizontal platform where the hydrodynamic gyroscope is installed. Thus, on the basis of this solution, a unique hydrodynamic compass can be created that has advantages over the “classical” solutions of the gyrocompassing problem.
Для решения этой задачи необходимо обеспечить необходимый порог чувствительности гидродинамического гироскопа, позволяющий измерять угловую скорость вращения Земли. Снижение порога чувствительности гидродинамического гироскопа /ГДГ/ сводится к снижению общего уровня возмущающих моментов, обусловленных технологическими факторами изготовления поплавка /радиального смещения центра масс/ и точности собственного вращения поплавковой камеры/, исключающего осевое возвратно-поступательное движение поплавковой камеры на частоте собственного вращения /стр. 104 /1//, для минимизации радиального смещения центра масс предложено осуществлять дополнительно радиальную балансировку. Кроме того, предложено осуществлять собственное вращение в подшипниках, исключающих перекосы внутреннего и внешнего колец /см., например, фиг.2.1, 2.2/. Здесь представлены возможные варианты подшипников с роликовым радиальным вращением и осевым шариковым вращением для обеспечения осевой жесткости. С другой стороны, повысить чувствительность ГДГ можно за счет компенсации электрическим путем постоянной составляющей дрейфа его нулевого сигнала при помощи схемы, представленной на фиг.2.3. Для формирования компенсационного сигнала предварительно определяют не скомпенсированную выставкой системы съема сигнала остаточную постоянную составляющую дрейфа нулевого сигнала ГДГ. Для этого разворачивают его относительно оси собственного вращения и определяют составляющую Ио, которую нужно скомпенсировать. Угол отклонения поплавка относительно камеры, обусловленный радиальным смещением центра масс, случайным образом ориентирован в каждом из ГДГ /стр. 101 /1// относительно оси вращения подвеса. При горизонтальной оси собственного вращения ГДГ измеряет только составляющую скорости вращения Земли и дрейф нулевого сигнала /т.е. внутренний возмущающий момент/. При этом предполагается, что ось собственного вращения направлена на север. В рассматриваемом случае угол отклонения поплавка формируется в горизонтальной плоскости. При повороте ГДГ угол отклонения поплавка, обусловленный дрейфом нуля в некоторый момент времени, совпадает по направлению с углом отклонения, обусловленным скоростью вращения Земли. Углы суммируются, а на его выходе формируется Имах=1И/ωз+ωдр/. При последующем повороте наступает момент, когда углы вычитаются друг из друга. На выходе ГДГ будет сформирован Сигнал Имин=И/ωз-ωдр/. Вычитая Имин из Имах, определяется по формуле Ио=/Имах-Имин // 2. Именно эту величину используют при настройке схемы компенсации постоянной составляющей дрейфа нулевого сигнала ГДГ. Из опорного напряжения, соответствующего вертикальной оси, формируют компенсационный сигнал путем ослабления в К раз. Этот сигнал подают на вход сумматора для алгебраического суммирования его с выходным сигналом ГДГ, содержащим постоянную составляющую дрейфа нулевого сигнала Ио. При таком суммировании компенсационный сигнал существенно уменьшает постоянную дрейфа нуля ГДГ. В результате в выходном сигнале останется только сигнал, пропорциональный вертикальной составляющей скорости вращения Земли, который и используется для разворота платформы ГДГ со скоростью, практически равной, но противоположной по направленной вертикальной составляющей угловой скорости вращения Земли. При этом предварительно опорные катушки привязывают к соответственно к вертикальной и горизонтальной осям чувствительности гироскопа.To solve this problem, it is necessary to provide the necessary sensitivity threshold of a hydrodynamic gyroscope, which allows measuring the angular velocity of the Earth's rotation. A decrease in the sensitivity threshold of a hydrodynamic gyroscope (GDG) is reduced to a decrease in the general level of disturbing moments caused by technological factors of manufacturing the float / radial displacement of the center of mass / and the accuracy of the intrinsic rotation of the float chamber /, which excludes the axial reciprocating movement of the float chamber at the frequency of intrinsic rotation / page 104/1 //, in order to minimize the radial displacement of the center of mass, it is proposed to carry out additional radial balancing. In addition, it is proposed to carry out their own rotation in bearings, eliminating the distortions of the inner and outer rings / see, for example, figure 2.1, 2.2 /. Here are the possible bearings with roller radial rotation and axial ball rotation to ensure axial stiffness. On the other hand, it is possible to increase the sensitivity of the GDG by compensating electrically for the constant component of the drift of its zero signal using the circuit shown in Fig.2.3. To form the compensation signal, the residual constant component of the drift of the zero GDG signal zero drift, which is not compensated by the exhibition of the signal acquisition system, is preliminarily determined. To do this, deploy it relative to the axis of its own rotation and determine the component of Io, which must be compensated. The deflection angle of the float relative to the chamber, due to the radial displacement of the center of mass, is randomly oriented in each of the GDG / page. 101/1 // relative to the axis of rotation of the suspension. With the horizontal axis of proper rotation, the GDG measures only the component of the Earth's rotation speed and the drift of the zero signal / i.e. internal disturbing moment. It is assumed that the axis of proper rotation is directed to the north. In this case, the deflection angle of the float is formed in the horizontal plane. When turning the GDG, the angle of the deflection of the float, due to zero drift at some point in time, coincides in direction with the angle of deviation due to the speed of rotation of the Earth. The angles are summed, and at its output, Imakh = 1I / ωz + ωdr / is formed. At the next turn, the moment comes when the angles are subtracted from each other. At the output of the GDG, the Imin signal will be generated = И / ωз-ωдр /. Subtracting Imin from Imah, it is determined by the formula Io = / Imah-Imin // 2. It is this value that is used when setting up the compensation scheme for the constant component of the drift of the zero GDG signal. From the reference voltage corresponding to the vertical axis, a compensation signal is formed by attenuation by a factor of K. This signal is fed to the input of the adder for algebraic summation of it with the output signal of the GDG containing the constant component of the drift of the zero signal Io. With this summation, the compensation signal significantly reduces the GDG zero drift constant. As a result, only the signal proportional to the vertical component of the Earth’s rotation speed will remain in the output signal, which is used to turn the GDG platform at a speed almost equal to but opposite in the directional vertical component of the angular velocity of the Earth’s rotation. In this case, the preliminary support coils are tied to the vertical and horizontal axes of sensitivity of the gyroscope, respectively.
На фиг.1 представлена кинематическая и функциональная схема гидродинамического гирокомпаса. Figure 1 presents the kinematic and functional diagram of a hydrodynamic gyrocompass.
На фиг.1 обозначены: ГДГ - гидродинамический гироскоп, ВР, ГР - вертикальная и горизонтальная рамки карданова подвеса, ωв, ωг - вертикальная и горизонтальная составляющие угловой скорости вращения Земли, Н - кинетический момент, определяющий направление на географический север, И/α2/ и И/β2/ - выходные сигналы ГДГ, пропорциональные горизонтальной и вертикальной составляющей скорости вращения Земли. УМ - усилитель мощности, 2 - двигатель разворота горизонтальной платформы с ГДГ вокруг вертикали, 3 - формирователь сигналов об отклонении горизонтальной платформы от плоскости горизонта /в первом варианте исполнения - жидкостной маятниковый переключатель, во втором - это ГДГ с аксиальным смещением центра масс и вертикальной осью собственного вращения/; 4,5 - двигатели стабилизации /один относительно оси Ур другой относительно оси Zp/, 6, 7 преобразующие устройства /усилители/. Сум - сумматор сигналов разворота платформы на север и сигналов коррекции этого разворота. И/ωв/, ΔИ/ωг/ - сигналы пропорциональные вертикальной ωв горизонтальной ωг составляющей угловой скорости вращения Земли. Figure 1 shows: GDG - hydrodynamic gyroscope, VR, GR - vertical and horizontal frames of the gimbal, ωв, ωг - vertical and horizontal components of the angular velocity of rotation of the Earth, N - kinetic moment, which determines the direction to the geographic north, And / α2 / and And / β2 / are the GDG output signals proportional to the horizontal and vertical components of the Earth's rotation speed. UM is a power amplifier, 2 is a horizontal platform reversal engine with GDG around the vertical, 3 is a signal shaper about the deviation of the horizontal platform from the horizon plane / in the first embodiment - a liquid pendulum switch, in the second - a GDG with axial displacement of the center of mass and the vertical axis own rotation /; 4,5 - stabilization engines / one relative to the axis Ur another relative to the axis Zp /, 6, 7 converting devices / amplifiers /. Sum - the adder of the platform’s reversal signals to the north and the correction signals of this reversal. And / ωv /, ΔI / ωg / - signals proportional to the vertical ωv horizontal ωg component of the angular velocity of the Earth's rotation.
На фиг.2.1, 2.2 представлены варианты подшипниковых узлов, имеющих пониженный уровень интенсивности аксиальной вибрации на частоте вращения поплавковой камеры, 7 - камера стабилизации плавучести в поплавковой камере 1 ГДГ. 8', 8 - ролики радиального и шарики осевого вращения. На фиг.2.3 представлена схема компенсации дрейфа нулевого сигнала гидродинамического гироскопа. Здесь: Иоп1, Иоп2 и Игдг - опорные и выходной сигнал гироскопа. Ус /К/ - усилитель преобразования /ослабления/ опорного напряжения в компенсационный сигнал, Сумм - сумматор сигнала Игдг и компенсационного сигнала Ио, ФЧВ - фазочувствительный выпрямитель /или усилитель/, разделяющий Ивых гироскопа на составляющие И/α2/ и И/β2/, R - регулировочный элемент коэффициента усиления.Figure 2.1, 2.2 presents the options of the bearing units having a reduced level of axial vibration intensity at a speed of rotation of the float chamber, 7 - camera stabilizing buoyancy in the
Способ гидродинамического гирокомпасирования и компенсации дрейфа его нулевого сигнала реализуется следующим образом.The method of hydrodynamic gyrocompassing and drift compensation of its zero signal is implemented as follows.
Перед гирокомпасированием осуществляют компенсацию /при необходимости/ дрейфа нулевого сигнала гидродинамического гироскопа, который затем будет установлен на горизонтальную площадку.Before gyrocompassing, they compensate (if necessary) the drift of the zero signal of the hydrodynamic gyroscope, which will then be installed on a horizontal platform.
Способ гирокомпасирования, включающий ориентацию оси собственного вращения гироскопа на север и установку ее на горизонтальную платформу, размещенную на оси двигателя разворота вокруг вертикальной оси, имеет особенность такую, что The gyrocompassing method, including the north-axis orientation of the gyroscope’s own rotation and its installation on a horizontal platform placed on the axis of the rotation engine around the vertical axis, has a feature such that
- в качестве гироскопа используют гидродинамический гироскоп, перед установкой на горизонтальную платформу осуществляют компенсацию дрейфа нулевого сигнала гироскопа,- a hydrodynamic gyroscope is used as a gyroscope, before installation on a horizontal platform, the drift of the zero signal of the gyroscope is compensated,
- устанавливают гироскоп на вертикальную ось вертикальной внутренней рамки карданова подвеса,- set the gyroscope on the vertical axis of the vertical inner frame of the cardan suspension,
- а на горизонтальную ось вертикальной внутренней рамки устанавливают первый двигатель стабилизации, внутреннюю рамку устанавливают в наружную горизонтальную рамку, на одну из горизонтальной оси которой устанавливают второй двигатель стабилизации,- and on the horizontal axis of the vertical inner frame, the first stabilization engine is installed, the inner frame is installed in the outer horizontal frame, on which horizontal axis the second stabilization engine is installed,
- устанавливают на внутренней вертикальной рамке двухкоординатный формирователь сигналов об отклонении платформы от горизонтальной плоскости,- set on an internal vertical frame two-axis driver of signals about the deviation of the platform from a horizontal plane,
- формируют каналы горизонтальной стабилизации платформы, где установлен гидродинамический гироскоп,- form channels of horizontal stabilization of the platform where the hydrodynamic gyroscope is installed,
- формируют каналы поворота оси собственного вращения гироскопа на север и коррекции разворота оси собственного вращения на север, - form the rotation channels of the axis of the gyro’s own rotation to the north and the correction of the rotation of the axis of its own rotation to the north,
- при отклонении внутренней рамки от вертикали, а наружной рамки от плоскости горизонта замыкают соответствующие цепи формирователя сигналов об отклонении платформы от горизонтальной плоскости на двигатели стабилизации и формируют при этом моменты вокруг соответствующих осей и таким образом возвращают рамки в исходное положение,- when the inner frame deviates from the vertical and the outer frame from the horizon plane, the corresponding signal shaper circuits of the platform deviation from the horizontal plane to the stabilization motors are closed and moments are formed around the corresponding axes and thus the frames are returned to their original position,
- а вертикальную составляющую скорости вращения Земли компенсируют так, что формируют корректирующий момент вокруг вертикальной оси горизонтальной платформы, где установлен гироскоп, и разворачивают при этом ось собственного вращения с угловой скоростью, близкой вертикальной составляющей угловой скорости вращения Земли, так, чтобы она сохраняла установленное ранее направление на север,- and the vertical component of the Earth’s rotation speed is compensated so that a corrective moment is formed around the vertical axis of the horizontal platform where the gyroscope is installed, and the axis of proper rotation is rotated with an angular velocity close to the vertical component of the angular velocity of the Earth’s rotation, so that it retains the previously set heading north
- при отклонении оси собственного вращения от направления на север формируют приращение величины разворачивающего момента вокруг вертикальной оси и совмещают при этом ось собственного вращения с направлением на север,- when the axis of proper rotation deviates from the north direction, an increment of the value of the turning moment around the vertical axis is formed and the axis of proper rotation is combined with the north direction,
- отсчитывают курсовой угол поворота основания относительно оси собственного вращения, а его угол тангажа и крена - относительно горизонтальной рамки карданова подвеса, где установлен гидродинамический гироскоп,- count the heading angle of rotation of the base relative to the axis of proper rotation, and its pitch and roll angle - relative to the horizontal frame of the gimbal, where a hydrodynamic gyroscope is installed,
- при этом для перегрузочного варианта гирокомпаса частично заполняют камеру подвеса поплавка жидкостью, обеспечивают при этом нейтральную аксиальную плавучесть поплавка и собственное вращение подвеса,- in this case, for the reloading version of the gyrocompass, the float suspension chamber is partially filled with liquid, while providing neutral axial buoyancy of the float and its own rotation of the suspension,
- а для низкодинамичного варианта гирокомпаса заполняют радиальный зазор подвеса несмешивающимися жидкостями различной плотности, обеспечивая положительную аксиальную плавучесть поплавка и собственное вращение поплавковой камеры, причем жидкость большей плотности размещают в торцевых частях подвеса и регулируют положение поплавка путем перераспределения объемов жидкости различной плотности в торцевых частях подвеса.- for the low-dynamic version of the gyrocompass, the radial clearance of the suspension is filled with immiscible liquids of various densities, providing positive axial buoyancy of the float and proper rotation of the float chamber, with higher density liquid being placed in the end parts of the suspension and adjusting the position of the float by redistributing volumes of liquid of different densities in the end parts of the suspension.
Формирователь сигналов об отклонении платформы от плоскости горизонта реализуют так, что используют двухкоординатный жидкостной маятниковый переключатель или гидродинамический гироскоп с вертикально ориентированной осью собственного вращения и аксиальным смещением центра масс.The signal generator about the deviation of the platform from the horizon plane is implemented in such a way that a two-coordinate liquid pendulum switch or hydrodynamic gyroscope with a vertically oriented axis of proper rotation and axial displacement of the center of mass is used.
Формируют каналы горизонтальной стабилизации так, что соединяют одну пару контактов маятникового переключателя или выход системы съема сигнала гидродинамического гироскопа с аксиальным смещением центра масс относительно первой оси чувствительности с первым двигателем стабилизации, другую пару контактов или второй выход системы съема сигнала гидродинамического гироскопа относительно второй оси чувствительности соединяют со вторым двигателем стабилизации.The horizontal stabilization channels are formed so that one pair of pendulum switch contacts or the output of the hydrodynamic gyroscope signal pickup system with an axial displacement of the center of mass relative to the first sensitivity axis is connected to the first stabilization engine, another pair of contacts or the second output of the hydrodynamic gyroscope signal pickup system relative to the second sensitivity axis are connected with a second stabilization engine.
Формируют канал разворота оси собственного вращения на север так, что устанавливают одну из осей чувствительности гироскопа вертикально, соединяют датчик угла отклонения поплавка в горизонтальной плоскости через преобразующие устройства с первым входом сумматора, а его выход соединяют через усилитель мощности с датчиком разворота горизонтальной платформы вокруг вертикальной оси.A channel for turning the axis of proper rotation to the north is formed so that one of the gyro sensitivity axes is set vertically, the angle sensor of the float deviation in the horizontal plane is connected via converting devices to the first input of the adder, and its output is connected through the power amplifier to the sensor of rotation of the horizontal platform around the vertical axis .
Формируют канал коррекции разворота оси собственного вращения гироскопа на север так, что устанавливают вторую ось чувствительности перпендикулярно меридиану, соединяют датчик угла отклонения поплавка в вертикальной плоскости с преобразующим устройством коррекции направления оси собственного вращения на север и вторым входом сумматора.A channel for correcting the rotation of the gyroscope axis of rotation of the gyroscope to the north is formed so that the second sensitivity axis is set perpendicular to the meridian, a sensor for the angle of the deflection of the float in the vertical plane is connected to the conversion device for correcting the direction of the axis of rotation of rotation to the north and the second input of the adder.
Вертикальную составляющую угловой скорости вращения Земли компенсируют корректирующим моментом так, что отклоняют поплавок в горизонтальной плоскости относительно камеры и формируют при этом сигнал с выхода датчика угла и подают его через преобразующее устройство на первый вход сумматора и далее через усилитель мощности на датчик разворота горизонтальной платформы вокруг вертикальной оси с установленным на ней гидродинамическим гироскопом.The vertical component of the angular velocity of the Earth’s rotation is compensated by a corrective moment so that the float is deflected in a horizontal plane relative to the camera and a signal is generated from the output of the angle sensor and fed through the conversion device to the first input of the adder and then through the power amplifier to the horizontal platform’s rotation sensor around the vertical axis with a hydrodynamic gyroscope mounted on it.
Формируют приращение величины разворачивающего момента вокруг вертикальной оси так, что формируют отклонение поплавка в вертикальной плоскости за счет появившейся неперпендикулярности второй горизонтальной оси чувствительности гироскопа и горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли, преобразуют этот угол отклонения в сигнал и подают его на второй вход сумматора и далее через усилитель мощности на двигатель разворота горизонтальной платформы вокруг вертикальной оси.An increment of the magnitude of the unfolding moment around the vertical axis is formed so that the float deviates in the vertical plane due to the non-perpendicularity of the second horizontal axis of the gyro sensitivity and the horizontal component of the angular velocity of the Earth’s rotation, this deviation angle is converted into a signal and fed to the second input of the adder and then through power amplifier on the engine turning a horizontal platform around a vertical axis.
Способ компенсации дрейфа нулевого сигнала гидродинамического гирокомпаса, в котором устанавливают ось собственного вращения гироскопа горизонтально,A method of compensating for the drift of the zero signal of a hydrodynamic gyrocompass, in which the axis of gyroscope rotation is set horizontally,
- разворачивают вокруг оси собственного вращении, имеет особенность такую, что при развороте его вокруг оси собственного вращения находят величину наибольшего Имах и наименьшего Имин выходного сигнала гироскопа,- deployed around the axis of its own rotation, has a feature such that when it is rotated around the axis of proper rotation, the magnitude of the largest Imach and the smallest Imin of the output signal of the gyroscope is found,
- вычисляют величину дрейфа нулевого сигнала гироскопа по формуле /Имах-Имин/ /2=Ио,- calculate the magnitude of the drift of the zero signal of the gyroscope by the formula / Imah-Imin / / 2 = Io,
- фиксируют гироскоп в положении, где зафиксирован наибольший выходной сигнал, и устанавливают обмотки опорного напряжения одну соответственно вертикальной оси, а другую - горизонтальной оси чувствительности гироскопа,- fix the gyroscope in the position where the largest output signal is fixed, and set the windings of the reference voltage, one corresponding to the vertical axis, and the other to the horizontal axis of the gyro sensitivity,
- осуществляют алгебраическое суммирование компенсационного сигнала, полученного из опорного напряжения гироскопа, и его выходного сигнала,- carry out the algebraic summation of the compensation signal obtained from the reference voltage of the gyroscope, and its output signal,
- затем разделяют выходной сигнал гироскопа на составляющие соответственно осям чувствительности гирокомпаса,- then divide the output signal of the gyroscope into components according to the sensitivity axes of the gyrocompass,
- при этом для перегрузочного варианта гирокомпаса заполняют радиальный зазор подвеса жидкостью частично, обеспечивают при этом нулевую аксиальную плавучесть поплавка и собственное вращение подвеса,- in this case, for the reloading version of the gyrocompass, the radial clearance of the suspension is partially filled with liquid, while ensuring zero axial buoyancy of the float and its own rotation of the suspension,
- а для низкодинамичного варианта гирокомпаса заполняют радиальный зазор подвеса несмешивающимися жидкостями различной плотности и обеспечивают при этом положительную аксиальную плавучести поплавка, собственное вращение поплавковой камеры,- and for the low-dynamic version of the gyrocompass, the radial clearance of the suspension is filled with immiscible liquids of different densities and at the same time provide positive axial buoyancy of the float, proper rotation of the float chamber,
- причем жидкость большей плотности размещают в торцевых частях подвеса,- moreover, a liquid of higher density is placed in the end parts of the suspension,
- регулируют положение поплавка путем перераспределения объемов жидкости различной плотности в торцевых частях подвеса.- regulate the position of the float by redistributing volumes of liquid of different densities in the end parts of the suspension.
Устанавливают обмотки опорного напряжения соответственно осям чувствительности гироскопа так, что разворачивают сигнальную катушку с закрепленными на ней обмотками опорного напряжения вокруг оси сигнальной катушки и осуществляют при этом привязку опорных обмоток к вертикальной и горизонтальной осям чувствительности гироскопа.The reference voltage windings are set in accordance with the gyro sensitivity axes so that the signal coil is deployed with the reference voltage windings mounted on it around the axis of the signal coil and the reference windings are linked to the vertical and horizontal gyro sensitivity axes.
Компенсационный сигнал получают из сигнала гироскопа таким образом, что уравнивают по амплитуде опорное напряжение, соответствующее вертикальной оси чувствительности гироскопа, и величину определенного напряжения дрейфа нулевого сигнала Ио.The compensation signal is obtained from the gyroscope signal in such a way that the reference voltage corresponding to the vertical axis of the gyro sensitivity is equalized in amplitude and the value of the determined drift voltage of the zero signal Io.
Технический результат реализация гирокомпасирования как низкодинамичного, так и перегрузочного варианта гирокомпаса. Дополнительно компенсирован дрейф нулевого сигнала гидродинамического гироскопа, позволяющий сформировать достаточный порог чувствительности для измерения составляющих угловой скорости вращения Земли. Технический эффект - осуществление гирокомпасирования с использованием в качестве чувствительного элемента двухкоординатный гидродинамический гироскоп.EFFECT: implementation of gyrocompassing both a low-dynamic and overload version of a gyrocompass. Additionally, the drift of the zero signal of the hydrodynamic gyroscope was compensated, which allows one to form a sufficient sensitivity threshold for measuring the components of the angular velocity of the Earth's rotation. EFFECT: gyrocompassing using a two-coordinate hydrodynamic gyroscope as a sensitive element.
При создании решения использованы:When creating the solution used:
1. Андрейченко К.П. Динамика поплавковых гироскопов и акселерометров. М.: Машиностроение, 1987 /прототип, стр. 7, глава 6/.1. Andreichenko K.P. Dynamics of float gyroscopes and accelerometers. M .: Engineering, 1987 / prototype, p. 7, chapter 6 /.
2. А.С. 228978. Способ гидродинамического взвешивания чувствительного элемента гироскопа. G 01 C 19/00 /Смирнов Е.Л., Блинов И.А. и др./.2. A.S. 228978. A method of hydrodynamic weighing of a sensitive element of a gyroscope. G 01 C 19/00 / Smirnov E.L., Blinov I.A. and etc./.
3. У.Ригли, У.Холлистер, У. Денхард. Теория, проектирование и испытания гироскопов. Перевод с англ. под ред. С.А.Харламова. М.: "Мир", 1972 /глава 10/.3. U. Wrigley, U. Hollister, U. Denhard. Theory, design and testing of gyroscopes. Translation from English under the editorship of S.A. Kharlamova. M .: "World", 1972 / chapter 10 /.
4. Гироскопические системы. Проектирование гироскопических систем, ч.1, под ред. Д.С.Пельпора. М.: "Высшая школа", 1977 /стр. 51/.4. Gyroscopic systems. Design of gyroscopic systems,
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004123603/28A RU2270419C1 (en) | 2004-07-30 | 2004-07-30 | Method of gyrocompassing and method of hydrodynamic gyroscope's zero signal drift compensation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004123603/28A RU2270419C1 (en) | 2004-07-30 | 2004-07-30 | Method of gyrocompassing and method of hydrodynamic gyroscope's zero signal drift compensation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2270419C1 true RU2270419C1 (en) | 2006-02-20 |
Family
ID=36051096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004123603/28A RU2270419C1 (en) | 2004-07-30 | 2004-07-30 | Method of gyrocompassing and method of hydrodynamic gyroscope's zero signal drift compensation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2270419C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2635846C1 (en) * | 2016-07-27 | 2017-11-16 | Публичное акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" (ПАО "МИЭА") | Method of compensation of drift of zero signals from gyroscopic sensors |
| RU2698567C1 (en) * | 2018-12-04 | 2019-08-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Gyrocompassing method using angular velocity sensor |
| CN110530400A (en) * | 2019-10-29 | 2019-12-03 | 成都纵横自动化技术股份有限公司 | Gyroscopic drift modification method, device, photoelectric nacelle and aircraft |
| CN111238537A (en) * | 2020-03-11 | 2020-06-05 | 西安应用光学研究所 | Intelligent compensation method for drift of sight line of airborne photoelectric sight system |
| CN113091740A (en) * | 2021-03-22 | 2021-07-09 | 浙江兆晟科技股份有限公司 | Stable holder gyroscope drift real-time correction method based on deep learning |
-
2004
- 2004-07-30 RU RU2004123603/28A patent/RU2270419C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| АНДРЕЙЧЕНКО К.П. Динамика поплавковых гироскопов и акселерометров. - М.: Машиностроение, 1987, с.7, 87-104. * |
| РИГЛИ У. и др. Теория, проектирование и испытание гироскопов. - М.: Мир, 1972, с.180-185. * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2635846C1 (en) * | 2016-07-27 | 2017-11-16 | Публичное акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" (ПАО "МИЭА") | Method of compensation of drift of zero signals from gyroscopic sensors |
| RU2698567C1 (en) * | 2018-12-04 | 2019-08-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) | Gyrocompassing method using angular velocity sensor |
| CN110530400A (en) * | 2019-10-29 | 2019-12-03 | 成都纵横自动化技术股份有限公司 | Gyroscopic drift modification method, device, photoelectric nacelle and aircraft |
| CN110530400B (en) * | 2019-10-29 | 2020-03-20 | 成都纵横自动化技术股份有限公司 | Gyroscope drift correction method and device, photoelectric pod and aircraft |
| CN111238537A (en) * | 2020-03-11 | 2020-06-05 | 西安应用光学研究所 | Intelligent compensation method for drift of sight line of airborne photoelectric sight system |
| CN111238537B (en) * | 2020-03-11 | 2023-06-02 | 西安应用光学研究所 | Intelligent compensation method for aiming line drift of airborne photoelectric observation system |
| CN113091740A (en) * | 2021-03-22 | 2021-07-09 | 浙江兆晟科技股份有限公司 | Stable holder gyroscope drift real-time correction method based on deep learning |
| CN113091740B (en) * | 2021-03-22 | 2023-05-16 | 浙江兆晟科技股份有限公司 | Stable cradle head gyroscope drift real-time correction method based on deep learning |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Valliant | The LaCoste & Romberg air/sea gravity meter: an overview | |
| CA1141008A (en) | Autonomous navigation system | |
| US4321678A (en) | Apparatus for the automatic determination of a vehicle position | |
| US4166406A (en) | Self-aligning pitch and azimuth reference unit | |
| US2752792A (en) | Gyroscopic apparatus | |
| EP2239540B1 (en) | Gyroscope adapted to be mounted to a goniometer | |
| US2914763A (en) | Doppler-inertial navigation data system | |
| CN111102993A (en) | Initial alignment method for shaking base of rotary modulation type strapdown inertial navigation system | |
| US3279086A (en) | Compensated gyroscopic directional reference | |
| EP2638360B1 (en) | A system and method for north finding | |
| US4472978A (en) | Stabilized gyrocompass | |
| RU2270419C1 (en) | Method of gyrocompassing and method of hydrodynamic gyroscope's zero signal drift compensation | |
| US3432856A (en) | Doppler inertial navigation system | |
| US4123849A (en) | Miniature north reference unit | |
| US3492735A (en) | Apparatus for orienting a gyroscopically stabilized inertial platform | |
| US2953926A (en) | Navigation system | |
| US3430238A (en) | Apparatus for providing an accurate vertical reference in a doppler-inertial navigation system | |
| US2752793A (en) | Gyroscopic apparatus | |
| CN111964671B (en) | Inertial astronomical integrated navigation system and method based on double-axis rotation modulation | |
| US2811785A (en) | Gyroscopic direction-indicating instruments | |
| US2976618A (en) | Gyro-compass | |
| RU2408843C1 (en) | Analytical gyro-compass for quasi-static measurements | |
| US3443320A (en) | Electrostatic gyrocompass | |
| US3430239A (en) | Doppler inertial system with accurate vertical reference | |
| US3122842A (en) | Gyrocompass |